TWI656000B - Grinding tool - Google Patents

Abstract

一種研磨工具，包含一基座；一設置於該基座一側的載體，該載體包含有規則排列的複數個第一貫孔、複數個第二貫孔、以及介於該第一貫孔、該第二貫孔之間的複數個研磨壁，且該些研磨壁係含有至少一個研磨層，該研磨層係包括複數個研磨顆粒及一結合層，使該些研磨壁係為1層至3層結構；其中，該第一貫孔的孔徑寬度大於該第二貫孔的孔徑寬度。藉由設置不同孔徑寬度的該第一貫孔與該第二貫孔，可以平均其磨損程度，以提高使用壽命，或可一次滿足多種研磨需求，以提供更彈性的研磨性能。

Description

研磨工具

本發明關於一種研磨工具，尤指一種多樣研磨功能的研磨工具。

砂輪一般係由粗顆粒的磨料結合固體的圓盤基體而形成，廣泛地應用在工件的研磨、拋光或切割。根據不同用途，砂輪可以設計成多種形態，譬如直輪狀、碗狀或筒狀，並具有不同的橫截面樣貌。然而在使用的過程中，砂輪會漸漸產生損耗而得進行修整，因此，在研磨或切割的性能之外，近年來在開發時也多會針對砂輪結構進一步強化，達到延長砂輪使用壽命的目的。

習知技術中，如日本專利第JP20170013221號，為共同發明人的前案，其揭露一種砂輪，其具有一蜂巢結構，該蜂巢結構的交點或研磨壁上設有由黏合材料與研磨顆粒利用燒結法所形成的研磨柱，並於蜂巢結構內部形成多孔彈性體，而可進行超精加工。

又如日本專利第JP20040351535號之多孔研磨牆，其研磨層係為多孔輪結構，且其內牆係由樹脂結合劑、磨粒以及填充劑所構成，其中，磨料係為不規則排列。而日本專利公開號第JPS63144968號之多孔研磨牆，係利用電鍍的方式將磨粒層形成於一網狀結構上，該網狀結構係由碳纖維、玻璃纖維所構成。

故習知技術不外乎設置為如日本專利第JP20170013221號於該蜂巢結構中設置的該研磨柱，或如日本專利第JP20040351535號與日本專利第 JPS63144968號為直接於平板或其他平面形狀的物質上設置磨粒而進行研磨，然而，上述的習知技術於同一研磨基座上所設置研磨柱或磨粒皆為單一尺寸，但該研磨柱或磨粒設置於研磨基座的位置會影響到其磨損程度，且單一尺寸的研磨柱或磨粒僅可達成單一種需求，因此，如何平均磨粒的磨損程度，以提高使用壽命，或可於一次研磨程序中滿足多種研磨需求，以提供更彈性、更優異的研磨性能，實為相關業者所共同努力之課題。

本發明的主要目的，在於解決習知研磨工具中，因磨粒磨損程度不同，而導致使用壽命無法充分利用的問題。

本發明的另一目的，在於解決習知單一研磨工具無法滿足多樣研磨需求，而導致研磨性能的使用彈性不足的問題。

為達上述目的，本發明提供一種研磨工具，包含有一基座；一設置於該基座一側的載體，包含有規則排列的複數個第一貫孔、複數個第二貫孔、以及介於該第一貫孔、該第二貫孔之間的複數個研磨壁，且該些研磨壁係含有至少一個研磨層，該研磨層係包括複數個研磨顆粒及一結合層，使該些研磨壁係為1層至3層結構；其中，該第一貫孔的孔徑寬度大於該第二貫孔的孔徑寬度。

本發明一實施例中，該些研磨壁係為一研磨層，使該研磨壁為1層結構。

本發明一實施例中，該些研磨壁係含有一載體牆及位於該載體牆一側之該研磨層，使該研磨壁為2層結構。

本發明一實施例中，該些研磨壁係含有該載體牆及位於該載體牆兩側之該研磨層，使該研磨壁為3層結構。

本發明一實施例中，該第一貫孔與該第二貫孔的橫截面彼此獨立地為一多邊形或一環形。

本發明一實施例中，該第一貫孔與該第二貫孔的橫截面彼此獨立為一三邊形、一四邊形、一五邊形、一六邊形、一圓形、或一橢圓形。

本發明一實施例中，該基座為一圓盤，該載體設置於該圓盤之一上表面。

本發明一實施例中，該上表面具有一中心區域以及一外圍區域，該第二貫孔位於該中心區域，該第一貫孔位於該外圍區域。

本發明一實施例中，該上表面更包含有一介於該中心區域與該外圍區域之間的研磨區域，該載體更包含有複數個第三貫孔，該第三貫孔位於該研磨區域，且該第三貫孔的孔徑寬度介於該第一貫孔的孔徑寬度與該第二貫孔的孔徑寬度之間。

本發明一實施例中，該基座為一圓輪，該載體設置於該圓輪之一外周面。

本發明一實施例中，該外周面具有分別位於兩側的一大孔徑區域以及一小孔徑區域，該第二貫孔位於該小孔徑區域，該第一貫孔位於該大孔徑區域。

本發明一實施例中，該外周面更包含有一介於該大孔徑區域與該小孔徑區域之間的中孔徑區域，該載體更包含有複數個第三貫孔，該第三貫孔位於該中孔徑區域，且該第三貫孔的孔徑寬度介於該第一貫孔的孔徑寬度與該第二貫孔的孔徑寬度之間。

本發明一實施例中，該第一貫孔與該第二貫孔的孔徑寬度介於1毫米(mm)至20毫米(mm)之間。

本發明一實施例中，該載體的材質為金屬或非金屬。

本發明一實施例中，該載體牆的材質為鋁。

本發明一實施例中，該載體牆的材質為樹脂。

本發明一實施例中，該結合層之材質係選自於金屬電鍍材料、金屬燒結材料、樹脂材料、陶瓷材料及其組合所組成之群組。

本發明一實施例中，該金屬電鍍材料選自於由鎳、銅、鉻及其組合所組成之群組。

本發明一實施例中，該些研磨顆粒選自於由鑽石、氧化鋁、碳化矽、立方碳化硼及其組合所組成之群組。

本發明一實施例中，該基座具有複數個通水孔，該些通水孔係供一研磨液體或一冷卻液體流通貫穿該些貫孔。

綜上所述，藉由設置不同孔徑寬度的該第一貫孔與該第二貫孔，並適當配置其位於該基座的位置，而可以平均該第一貫孔與該第二貫孔的磨損程度，減少部分位置磨損較快的問題，以提高研磨工具的使用壽命，或可透過單一研磨工具的使用，即達多種不同粗細程度的研磨製程，以提供更彈性的研磨效果。

10‧‧‧基座

20‧‧‧載體

21‧‧‧第一貫孔

22‧‧‧第二貫孔

23‧‧‧第三貫孔

24‧‧‧研磨壁

30‧‧‧研磨層

31‧‧‧研磨顆粒

32‧‧‧結合層

33‧‧‧載體牆

A~F‧‧‧區域

『圖1A』，為本發明第一實施例的立體結構示意圖。

『圖1B』，為『圖1A』中區域A的局部放大示意圖。

『圖1C』，為『圖1A』中區域B的局部放大示意圖。

『圖1D』，為『圖1A』中區域C的局部放大示意圖。

『圖1E』，為本發明第一實施例其他態樣的立體結構示意圖。

『圖2』，為本發明載體的的立體結構示意圖。

『圖3』，為本發明一實施例的局部縱向剖面示意圖。

『圖4』，為本發明另一實施例的局部縱向剖面示意圖。

『圖5』，為本發明又一實施例的局部縱向剖面示意圖。

『圖6A』，為本發明第二實施例的立體結構示意圖。

『圖6B』，為『圖6A』及『圖6E』區域D的局部放大示意圖。

『圖6C』，為『圖6A』區域E的局部放大示意圖。

『圖6D』，為『圖6A』及『圖6E』區域F的局部放大示意圖。

『圖6E』，為本發明第二實施例其他態樣的立體結構示意圖。

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱『圖1A』至『圖3』所示，本發明為一種研磨工具，於第一實施例中，該研磨工具為一研磨盤，包含有一基座10以及一載體20。

該載體20包含有複數個第一貫孔21、複數個第二貫孔22、以及介於該第一貫孔21、該第二貫孔22之間的複數個研磨壁24，且該第一貫孔21的孔徑寬度大於該第二貫孔22的孔徑寬度。

於本發明中，該第一貫孔21與該第二貫孔22的孔徑寬度介於1毫米(mm)至20毫米(mm)之間。

關於該「孔徑寬度」的定義，於一實施例中，該係單一貫孔的兩端的距離；而於另一實施例中，係假設將一圓球放入該第一貫孔21或該第二貫孔22且該圓球剛好與該第一貫孔21或該第二貫孔22的該研磨壁24接觸的情況下，此圓球的直徑即可謂之該第一貫孔21或該第二貫孔22的「孔徑寬度」。

該研磨壁24係含有至少一個研磨層30，該研磨層30包括複數個研磨顆粒31及一結合層32，使該些研磨壁24為1層至3層結構。譬如，在一實施例中，該研磨壁24係為一研磨層30，使該研磨壁24為1層結構，如『圖5』；在另一實施例中，該研磨壁24包括一載體牆33及位於該載體牆33一側之該研磨層30，使該研磨壁24為2層結構，如『圖3』；在另一實施例中，該研磨壁24包括該載體牆33及位於該載體牆33兩側之該研磨層30，使該研磨壁24為3層結構，如『圖4』。

於此實施例中，該載體牆33的材質為金屬或非金屬，於本發明一實施例中可為鋁、而於另一實施例中可為樹脂，但不以此為限；該研磨顆粒31可以為鑽石、氧化鋁、碳化矽、立方碳化硼或其組合；該第一貫孔21與該第二貫孔22的橫截面為一多邊形或一環形，而於本實施例中，係以正六邊形作為舉例說明，而正六邊形排列後會形成一蜂巢結構，且該第一貫孔21與該第二貫孔22的孔徑尺寸介於1毫米(mm)至20毫米(mm)之間，然而，除了正六邊形外，在其他實施例中，該第一貫孔21與該第二貫孔22的橫截面亦可各自獨立地為一三邊形、一四邊形、一五邊形、一圓形、一橢圓形、或為上述形狀之任意組合。

為了獲得上述結構，在製作上，可選擇先將該結合層32形成於該載體牆33後，再設置該研磨顆粒31；或直接將形成該結合層32之材料與該研磨顆粒31混合後，再形成於為該研磨壁24。

具體來說，取一鋁材質之蜂巢網，於該蜂巢網之間的研磨壁24經由電鍍或其他適當方式形成一結合層32，使該研磨顆粒31透過該結合層32固定於該載體牆33並露出而作為一研磨層30，以具有「研磨層30(含有該研磨顆粒31之結合層32)/載體牆33」之2層或「研磨層30(含有該研磨顆粒31 之結合層32)/載體牆33/研磨層30(含有該研磨顆粒31之結合層32)」之3層結構，此時，該結合層32之材質可與鋁材質之該載體牆33彼此相同或不同。

或者，可將一膠層設置於一作為暫時基板之鈦基板上，再利用一電鍍方式將一電鍍層形成於膠層內的模孔，並使該電鍍層部分覆蓋預先佈設於該膠層之內的研磨顆粒31。完成之後移除該膠層及該作為暫時基板之鈦基板，以直接由該電鍍層構成為該載體20之該些貫孔21及該研磨壁24而形成該研磨層30，此時，該研磨壁24為1層結構。

又或者，在本發明又一實施例中，係先提供一具有複數個多邊形狹縫的模板，將一固定材料與該研磨顆粒31形成於該多邊形狹縫之中，如此一來，當移除該模板後，該固定材料即形成該載體牆33，且該載體牆33之兩側上均附著有該研磨顆粒31而作為該研磨層30，如『圖5』所示。

於上述實施例中，該結合層32和該固定材料彼此獨立地可以為金屬電鍍材料、金屬燒結材料、樹脂材料、陶瓷材料或其組合等等，而該金屬電鍍材料可以為鎳、銅、鉻或其組合等等，但上述之製造方法僅為舉例而已，實際操作時只要可獲得如本發明所述之研磨工具之方法均可使用，本發明並不以此舉例為限。

本實施例中，該基座10為一圓盤，該載體20設置於該圓盤之一上表面，該上表面具有一中心區域以及一外圍區域，該第一貫孔21設置於該外圍區域，如『圖1A』中的區域A，其放大圖如『圖1B』所示；而該第二貫孔22設置於該中心區域，如『圖1A』中的區域C，其放大圖如『圖1D』所示；於本實施例中，該載體20更包含有複數個第三貫孔23，該第三貫孔23設置於該中心區域和該外圍區域之間，如『圖1A』中的區域B，其放大圖如『圖1C』所示，該第三貫孔23的孔徑寬度介於該第一貫孔21的孔徑寬度與該第二貫孔22的孔徑寬度之間。

此處係舉例三個不同具有不同孔徑寬度之貫孔的區域，但實際應用時可以依據需求而增減配置。此實施例的另一態樣中，如『圖1E』，該載體20可僅由包括兩種不同孔徑寬度的貫孔的區域組成，即，設有該第一貫孔21的區域A以及設有該第二貫孔22的區域C，且該第一貫孔21的孔徑寬度大於該第二貫孔22的孔徑寬度。

在研磨時，該基座10係旋轉而在該外圍區域造成較大的切線速度，並於該中心區域產生較小的切線速度。藉由上述設置，該第一貫孔21具有較大孔徑寬度而切削力較小，該第二貫孔22具有較小孔徑寬度而切削力較大，如此一來，可以平均該第一貫孔21與該第二貫孔22的磨損程度，以提高研磨工具的使用壽命。於本發明中，該些貫孔的孔徑寬度係介於1毫米(mm)至20毫米(mm)之間，此實施例，譬如，該第一貫孔21的孔徑寬度可介於15毫米(mm)至20毫米(mm)之間，該第二貫孔22的孔徑寬度可介於1毫米(mm)至10毫米(mm)之間，該第三貫孔23的孔徑寬度係可於10毫米(mm)至15毫米(mm)之間，使該些孔徑寬度的大小關係依序為：該第一貫孔21>該第三貫孔23>第二貫孔22，但不以此為限。

續搭配參閱『圖6A』至『圖6E』，本發明之第二實施例與第一實施例的差異為，於第二實施例中，該研磨工具為一研磨輪，該基座10為一圓輪，且該載體20設置於該圓輪之一外周面，且該外周面具有分別位於兩側的一大孔徑區域以及一小孔徑區域，該第一貫孔21位於該大孔徑區域，如『圖6E』中的區域D，其放大圖如『圖6B』所示，而該第二貫孔22位於該小孔徑區域，如『圖6E』中的區域F，其放大圖如『圖6D』所示。如此一來，可以先於該大孔徑區域進行粗磨，而後於該小孔徑區域細磨，即可在單一研磨工具的使用中，即完成粗磨、細磨兩種研磨製程，以提供更彈性的研磨效果。

此外，除了包括該大孔徑區域以及該小孔徑區域外，該外周面可更包含有一介於該大孔徑區域與該小孔徑區域之間的中孔徑區域，該中孔徑區域形成有複數個第三貫孔23，如『圖6A』中的區域E，其放大圖如『圖6C』所示，且該第三貫孔23的孔徑寬度介於該第一貫孔21的孔徑寬度與該第二貫孔22的孔徑寬度之間。於此實施例中，譬如，該第一貫孔21的孔徑寬度可介於15毫米(mm)至20毫米(mm)之間，該第二貫孔22的孔徑寬度可介於1毫米(mm)至10毫米(mm)之間，該第三貫孔23的孔徑寬度可介於10毫米(mm)至15毫米(mm)之間，使該些孔徑寬度的大小關係依序為：該第一貫孔21>該第三貫孔23>第二貫孔22，但不以此為限。此處係舉例三個不同具有不同孔徑寬度之貫孔的區域，但實際應用時可以依據需求而增減配置。

本發明一實施例中，該基座10更具有一孔洞，該孔洞用以供一研磨液體或一冷卻液體流通貫穿該些貫孔21，而可以降低操作時的溫度，或提供該研磨液體的輸送管道。且該孔洞亦可以設置複數個而滿足所需。

綜上所述，本發明具有以下特點：

一、當應用於研磨盤時，藉由使不同孔徑寬度的貫孔適當地設置於單一基座上，可以控制和平均內外圈貫孔的磨損程度，以提高研磨工具的使用壽命。

二、當應用於研磨輪時，藉由使不同孔徑寬度的貫孔適當地設置於單一基座上，可透過單一研磨工具的使用，即達多種不同粗細程度的研磨製程，以提供更彈性的研磨效果。

三、藉由將該貫孔規則排列，可以大幅提升該載體的強度以及使用壽命。

四、藉由該孔洞的設置，可以提升研磨時的散熱效果，也可作為研磨液的輸送管道，進而改善研磨效率。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

Claims (20)

1. 一種研磨工具，包含有：一基座；一設置於該基座一側的載體，包含有規則排列的複數個第一貫孔、複數個第二貫孔、以及介於該第一貫孔、該第二貫孔之間的複數個研磨壁，且該些研磨壁係含有至少一個研磨層，該研磨層係包括複數個研磨顆粒及一結合層，使該些研磨壁係為1層至3層結構；其中，該第一貫孔的孔徑寬度大於該第二貫孔的孔徑寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該些研磨壁係為一研磨層，使該研磨壁為1層結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該些研磨壁係含有一載體牆及位於該載體牆一側之該研磨層，使該研磨壁為2層結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該些研磨壁係含有該載體牆及位於該載體牆兩側之該研磨層，使該研磨壁為3層結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該第一貫孔與該第二貫孔的橫截面彼此獨立地為一多邊形或一環形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該第一貫孔與該第二貫孔的橫截面彼此獨立為一三邊形、一四邊形、一五邊形、一六邊形、一圓形、或一橢圓形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該基座為一圓盤，該載體設置於該圓盤之一上表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之研磨工具，其中該上表面具有一中心區域以及一外圍區域，該第二貫孔位於該中心區域，該第一貫孔位於該外圍區域。
9. 如申請專利範圍第8項所述之研磨工具，其中該上表面更包含有一介於該中心區域與該外圍區域之間的研磨區域，該載體更包含有複數個第三貫孔，該第三貫孔位於該研磨區域，且該第三貫孔的孔徑寬度介於該第一貫孔的孔徑寬度與該第二貫孔的孔徑寬度之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該基座為一圓輪，該載體設置於該圓輪之一外周面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之研磨工具，其中該外周面具有分別位於兩側的一大孔徑區域以及一小孔徑區域，該第二貫孔位於該小孔徑區域，該第一貫孔位於該大孔徑區域。
12. 如申請專利範圍第11項所述之研磨工具，其中該外周面更包含有一介於該大孔徑區域與該小孔徑區域之間的中孔徑區域，該載體更包含有複數個第三貫孔，該第三貫孔位於該中孔徑區域，且該第三貫孔的孔徑寬度介於該第一貫孔的孔徑寬度與該第二貫孔的孔徑寬度之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該第一貫孔與該第二貫孔的孔徑寬度介於1毫米(mm)至20毫米(mm)之間。
14. 如申請專利範圍第3或4項所述之研磨工具，其中該載體牆的材質為金屬。
15. 如申請專利範圍第14項所述之研磨工具，其中該載體牆的材質為鋁。
16. 如申請專利範圍第3或4項所述之研磨工具，其中該載體牆的材質為樹脂。
17. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該結合層之材質係選自於金屬電鍍材料、金屬燒結材料、樹脂材料、陶瓷材料及其組合所組成之群組。
18. 如申請專利範圍第17項所述之研磨工具，其中該金屬電鍍材料選自於由鎳、銅、鉻及其組合所組成之群組。
19. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該些研磨顆粒選自於由鑽石、氧化鋁、碳化矽、立方碳化硼及其組合所組成之群組。
20. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該基座具有複數個通水孔，該些通水孔係供一研磨液體或一冷卻液體流通貫穿該些貫孔。